Nuevos resultados sobre la presunta variación anual de la tasa de desintegración radioactiva

La teoría de la radiactividad afirma que la tasa de desintegración es una constante que depende solo del isótopo considerado, tanto para la radiactividad beta, como para la alfa y la gamma. Sin embargo, Jere H. Jenkins y varios colegas llevan varios años afirmando que hay evidencia experimental de que dichas constantes de desintegración varían de forma periódica anual y en fase con la distancia entre la Tierra y el Sol; además, afirman que se necesita nueva física más allá del modelo estándar para explicar dicho fenómeno. En sus primeros trabajos de 2008 afirmaban que había que realizar nuevos experimentos para comprobar si había algún tipo de dependencia con fluctuaciones en los detectores debidas a la temperatura u otros parámetros.

En mayo de este año se publicaron los resultados de un experimento de este tipo con radón entre 2007 y 2010 (Jenkins es uno de los coautores), que estudia la constante de desintegración en la radiactividad gamma. La figura que abre esta entrada muestra la variación de la temperatura ambiental, la constante de desintegración y la distancia Tierra-Sol. La conclusión parece obvia. La variación de la temperatura ambiental (y cierto voltaje en los detectores no ilustrado en esta figura) permite explicar el fenómeno si se interpretan estos resultados desde el prisma de los artículos de 2008 de Jenkins y sus colegas. El nuevo artículo es Peter A. Sturrock, Gideon Steinitz, Ephraim Fischbach, Daniel Javorsek, II, Jere H. Jenkins, “Analysis of Gamma Radiation from a Radon Source: Indications of a Solar Influence,” arXiv:1205.0205, Subm. 1 May 2012; los artículos de 2008 fueron Jere H. Jenkins, Ephraim Fischbach, “Perturbation of Nuclear Decay Rates During the Solar Flare of 13 December 2006,” arXiv:0808.3156 (Astropart. Phys. 31: 407-411, 2009), y Jere H. Jenkins et al., “Evidence for Correlations Between Nuclear Decay Rates and Earth-Sun Distance,” arXiv:0808.3283 (Astropart. Phys. 32: 42-46, 2009).

Como a cualquier persona, a un científico le cuesta trabajo cambiar de opinión y se agarra a un clavo ardiendo para no dar su brazo a torcer. En su nuevo artículo, Jenkins y sus colegas se apoyan en el desfase entre la temperatura (y el voltaje) y la constante de desintegración que se observa en esta figura. Obviamente, descontando el efecto de la temperatura, la anomalía reduce su amplitud y si el efecto era pequeño (y tenía gran incertidumbre) se hace aún más pequeño; la anomalía se puede explicar sin necesidad de aludir a nueva física, confirmando el resultado negativo observado por otros experimentos en los que se controló en detalle la temperatura para que no variara. Sin embargo, Jenkins y sus colegas siguen en sus trece, aprovechando este ligero desfase para dejar la puerta abierta a la duda y volver a afirmar que el efecto puede ser real y merece ser estudiado en nuevos experimentos.

Sin un modelo físico que explique cómo afecta la temperatura a los detectores, el sugerente desfase reportado por Jenkins me parece poco relevante, más aún cuando otros experimentos no han observado la anomalía. Entre estos últimos destaca el resultado negativo obtenido en el Laboratorio Nacional de Gran Sasso (LNGS), donde se utilizó cesio y se controló de forma específica la temperatura para que se mantuviera constante, de donde he extraído esta figura. El artículo es E. Bellotti, C. Broggini, G. Di Carlo, M. Laubenstein, R. Menegazzo, “Search for the time dependence of the 137Cs decay constant,” arXiv:1202.3662, Subm. 16 Feb 2012. También quiero destacar que en 2008 ya se publicó un metaanálisis que también ofreció resultados negativos, Eric B. Norman, Edgardo Browne, Howard A. Shugart, Tenzing H. Joshi, Richard B. Firestone, “Evidence against correlations between nuclear decay rates and Earth-Sun distance,” arXiv:0810.3265 (Astropart. Phys. 31: 135–137, 2009).

El germen de esta entrada es un tuit de José Cuesta @InerciaCreativa que preguntaba “¿Qué os parece esto? Henning Dekant, “From the Annals of the Impossible (Experimental Physics),” Wavewatching, Sept. 1, 2012.” Tras una lectura rápida me recordó que yo ya había escrito sobre este tema en “Estudiando la física de los neutrinos en tu propia cocina con isótopos de silicio radioactivos,” 6 julio 2009, y “La variación periódica anual de la tasa de desintegración radioactiva de los elementos,” 10 julio 2010; antes de contestarle decidí leerme los nuevos artículos de 2012 (y repasar los de 2008). También me leí otras fuentes, como la entrada de Kanijo, “Explicada finalmente la anomalía de la desintegración radiactiva (tal vez),” Ciencia Kanija, Oct. 20, 2011 [The Physics ArXiv Blog]. Esta entrada, por tanto, es una contestación en detalle a la pregunta de José Cuesta.

Para acabar me gustaría destacar que, en mi opinión, la anomalía no requiere explicaciones exóticas más allá del modelo estándar (se han propuesto muchas y muy exóticas), aunque la cuestión no estará resuelta de forma definitiva hasta que se realicen nuevos experimentos con temperatura controlada, pero de largo tiempo, y se modele en detalle la influencia de la temperatura en sus detectores. Recuerda que la anomalía observada por Jenkins y sus colegas en 2008 se basó en los estudios de la desintegración beta en Si-32 en el Brookhaven National Laboratory (BNL), EE.UU., entre 1982 y 1986, y de la desintegración alfa en Ra-226 en el Physikalisch-Technische-Bundesandstalt (PTB), Alemania, entre 1985 y 2000. Pocos estudios sobre constantes de desintegración se realizan de forma continuada en intervalos tan largos de tiempo (5 años en BNL y 15 años en PTB es mucho tiempo). Así que auguro que las ideas de Jenkins et al. seguirán reapareciendo de vez en cuando y que él no cejará en la defensa de sus ideas.

2 pensamientos en “Nuevos resultados sobre la presunta variación anual de la tasa de desintegración radioactiva

  1. Si es algo que “produce” el sol (su gravedad o sus neutrinos) el efecto debería ser mucho más acentuado y debería marcar diferencias significativas entre distintos planetas. Me parece que ésta fue una de las líneas de refutación que se esgrimió contra estas hipótesis (ya que es un efecto que no se observa) y a mi me parece la más convincente.

  2. Sería interesante relacionar los detectores de la radiación, con la mayor o menor intensidad de las radiaciones electromagnéticas,que en este año 2012 han sido más intensas y atribuir el cambio a esto y no a la temperatura ambiente,aunque al final ésta es determinada también por las tormentas solares y tiené relación con el cambio climático,mucho más que las boñigas del ganado vacuno.Atte.Martín.

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